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公開番号2024057361
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-24
出願番号2022164052
出願日2022-10-12
発明の名称作業支援装置および作業支援方法
出願人コベルコ建機株式会社
代理人デロイトトーマツ弁理士法人
主分類E02F 9/26 20060101AFI20240417BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】作業機械を構成する作業機構と当該作業機械の周辺に存在する対象物体との位置関係のオペレータによる認識精度の向上を図りうるシステム等を提供する。
【解決手段】作業環境画像に第1指標画像および第2指標画像が重畳された作業支援画像が生成される。「作業環境画像」は、作業機械40の第1位置姿勢状態に応じて実機撮像装置412を通じて取得された第1エリア(例えば、上部旋回体42の前方)の状況を表わす画像である。「第1指標画像」は、作業機械40が第1位置姿勢状態からこれとは異なる第2位置姿勢状態に遷移する場合、作業環境画像に映り込むと予測される、当該第2位置姿勢状態に応じた第2エリア(例えば、上部旋回体42の側方および/または後方)に存在する指定物体(例えば、荷物積載車両Q)の空間占有態様を表わす画像である。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
作業機械の第１位置姿勢状態に応じて撮像装置を通じて取得された第１エリアの状況を表わす作業環境画像に、前記作業機械が前記第１位置姿勢状態からこれとは異なる第２位置姿勢状態に遷移する場合に前記作業環境画像に映り込むと予測される、前記第２位置姿勢状態に応じた第２エリアに存在する指定物体の空間占有態様を表わす第１指標画像が重畳された作業支援画像を生成する
作業支援装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
請求項１に記載の作業支援装置において、
前記作業機械において下部走行体に対して上部旋回体が旋回することにより相互に異なる第１方位および第２方位のそれぞれを向いている状態を前記第１位置姿勢状態および前記第２位置姿勢状態のそれぞれとして前記作業支援画像を生成する
作業支援装置。
【請求項３】
請求項２に記載の作業支援装置において、
前記作業機械において前記上部旋回体から延在している作業機構の空間占有態様を表わす第２指標画像が含まれている前記作業支援画像を生成する
作業支援装置。
【請求項４】
請求項３に記載の作業支援装置において、
前記指定物体の輪郭の少なくとも一部を表わすまたは指す前記第１指標画像と、前記作業機構の輪郭の少なくとも一部を表わすまたは指す前記第２指標画像と、が含まれている前記作業支援画像を生成する
作業支援装置。
【請求項５】
請求項４に記載の作業支援装置において、
前記指定物体の指定エリアの境界線の少なくとも一部を表わすまたは指す前記第１指標画像と、前記指定物体の指定エリアの境界線を含む指定平面に対する前記作業機構の投影結果の境界線の少なくとも一部を表わすまたは指す前記第２指標画像と、が含まれている前記作業支援画像を生成する
作業支援装置。
【請求項６】
請求項５に記載の作業支援装置において、
前記第１指標画像が前記指定物体の指定エリアの境界線の少なくとも一部と地表との鉛直距離をさらに表わし、これに加えてまたは代えて、前記第２指標画像が前記指定平面と前記作業機構との鉛直距離を表わすような前記作業支援画像を生成する
作業支援装置。
【請求項７】
請求項３～６のうちいずれか１項に記載の作業支援装置において、
前記指定物体の空間占有態様と前記作業機構の空間占有態様との相対関係の相違に応じて、前記第１指標画像および前記第２指標画像のうち少なくとも一方の指標画像の意匠が相違する前記作業支援画像を生成する
作業支援装置。
【請求項８】
請求項１に記載の作業支援装置において、
前記作業機械の前記第１位置姿勢状態および前記第２位置姿勢状態を仮想的に一致させるまたは接近させる過程における前記指定物体の空間占有態様の遷移態様を表わす前記第１指標画像が前記作業環境画像に重畳された前記作業支援画像を生成する
作業支援装置。
【請求項９】
請求項１に記載の作業支援装置において、
前記第１位置姿勢状態および前記第２位置姿勢状態の乖離度が閾値を超えている場合、出力インターフェースに前記作業支援画像を出力させる一方、前記第１位置姿勢状態および前記第２位置姿勢状態の乖離度が前記閾値以下である場合、前記出力インターフェースに前記作業環境画像を出力させ、かつ、前記第１指標画像を出力させないための処理を実行する
作業支援装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の作業支援装置において、
前記作業機械が前記第２位置姿勢状態にある際に前記撮像装置または測距センサを用いて前記指定物体の空間占有態様を認識する
作業支援装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、オペレータにより操作される油圧ショベル等の作業機械の作業を支援するための技術に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
作業機の姿勢を用いて得られた作業具の位置の情報と、距離検出装置が求めた作業機械の作業対象までの距離の情報から得られた作業対象である地面の位置の情報とを用いて、作業具と対向する作業対象の表面に沿って当該作業具に対応する部分の画像を生成し、撮像装置によって撮像された作業対象の画像と合成して、表示装置に表示させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、作業具を有する作業機を備えた作業機械を用いて作業する際の作業効率の低下が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６７７７３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、作業機械において下部走行体に対して旋回可能な上部旋回体の前方の状況を表わす作業環境画像には映り込んでいないものの、当該作業機械の周囲には作業機械による作業等の観点から注目されるべき指定物体が存在する場合がある。この場合、下部走行体に対して上部旋回体が旋回することにより、指定物体が当該上部旋回体の前方に現われ、かつ、作業環境画像に映り込むことになるものの、オペレータとしてはその段階で当該指定物体の位置および姿勢を含む空間占有態様を初めて認識、作業機械の動作を調整等することになる。これにより、作業機械による作業効率が低下する可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、作業機械の周囲の状況を表わす作業環境画像に現れていないものの、作業機械の周辺に存在している指定物体の空間占有態様の認識精度の向上を図りうるシステム等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の作業支援装置は、
作業機械の第１位置姿勢状態に応じて撮像装置を通じて取得された第１エリアの状況を表わす作業環境画像に、前記作業機械が前記第１位置姿勢状態からこれとは異なる第２位置姿勢状態に遷移する場合に前記作業環境画像に映り込むと予測される、前記第２位置姿勢状態に応じた第２エリアに存在する指定物体の空間占有態様を表わす第１指標画像が重畳された作業支援画像を生成する。
【０００７】
当該構成の作業支援装置によれば、作業環境画像に第１指標画像が重畳された作業支援画像が生成される。「作業環境画像」は、作業機械の第１位置姿勢状態に応じて撮像装置を通じて取得された第１エリアの状況を表わす画像である。「第１指標画像」は、作業装置が第１位置姿勢状態からこれとは異なる第２位置姿勢状態に遷移する場合、作業環境画像に映り込むと予測される、当該第２位置姿勢状態に応じた第２エリアに存在する指定物体の空間占有態様を表わす画像である。
【０００８】
「位置姿勢状態」とは、作業機械の指定箇所の位置および姿勢により特定される状態を意味する。物体の「空間占有態様」は、例えば、当該物体が実空間および／または仮想空間において占有する空間を構成する少なくとも一部の点群の座標値により特定される。
【０００９】
このため、作業機械が第１位置姿勢状態にある際には作業環境画像に映り込んでいない（または部分的に映り込んでいるものの位置姿勢が不明確である）ものの、作業機械が第２位置姿勢状態に遷移する際に作業環境画像に映り込むと予測される指定物体の空間占有態様を、作業支援画像に接したオペレータ等に認識させることができる。
【００１０】
前記構成の作業支援装置において、
前記作業機械において下部走行体に対して上部旋回体が旋回することにより相互に異なる第１方位および第２方位のそれぞれを向いている状態を前記第１位置姿勢状態および前記第２位置姿勢状態のそれぞれとして前記作業支援画像を生成する
ことが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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